Король новых материалов 21 века

Спортивный автомобиль 350Z из Форсажа 3, факел для Зимних Олимпийских игр 2022 года в Пекине, самолет C919. В их строительных материалах используется углеродное волокно. Благодаря своим отличным характеристикам углеродное волокно продолжает расширять области применения и называется "Королем новых материалов 21 века" и "Черным золотом".

В космической отрасли углеродное волокно выделяется среди традиционных высокопрочных материалов, в первую очередь изготовленных из металлов, благодаря своей способности обеспечивать прочность при значительном снижении веса. Например, 1-метровый пучок определенного типа углеродного волокна весит всего 0,5 грамма, но его прочности достаточно, чтобы выдержать около 500 килограммов силы. Пучок углеродного волокна толщиной с палец может потянуть два самолета. Это уникальное сочетание легкости и высокой прочности делает углеродное волокно идеальным материалом для аэрокосмических приложений, где снижение веса критически важно для улучшения топливной эффективности и производительности.

В морской промышленности углеродное волокно широко используется, особенно в военном кораблестроении, благодаря своей исключительной коррозийной стойкости. С помощью различных технологий плетения углеродное волокно можно комбинировать с определенными смолами и другими материалами, чтобы создавать легкие, высокопрочные конструктивные компоненты для корпусов кораблей, мачт и мостов.

С этими конструктивными компонентами можно не только уменьшить вес корабля, улучшив его скорость и маневренность, но и повысить его прочность на растяжение и ударную стойкость. Это помогает уменьшить коррозию от морской воды и прикрепление морских организмов к поверхности судна, в конечном итоге повышая операционную эффективность и живучесть судна.

В области машиностроения углеродное волокно обладает прочностью на растяжение, которая примерно в 10 раз выше, чем у нержавеющей стали, и коэффициент прочности на единицу веса составляет около 40 раз больше. Однако его плотность составляет только около четверти плотности нержавеющей стали.

Благодаря исключительной прочности на растяжение углеродное волокно теперь широко используется при строительстве крупных мостов. Обычно прочность на растяжение углеродного волокна, используемого при строительстве мостов, может превышать 3000 МПа. Если используется углеродное волокно с высоким уровнем прочности, этот показатель может удвоиться. Это делает углеродное волокно идеальным материалом для создания прочных, легких конструкций, способных выдерживать огромные нагрузки.

В спортивной и досуговой области углеродное волокно стало одним из первых широко коммерциализированных материалов. Например, гольф-клубы, теннисные ракетки, велосипедные рамы и лыжи, изготовленные из углеродных композитов, могут весить всего около 50 граммов для гольф-клуба. С ростом покупательской способности людей и увеличением спроса на высококачественные спортивные товары, спортивное оборудование, которое улучшает пользовательский опыт, будет все больше привлекать внимание. В результате углеродное волокно в спортивных товарах, вероятно, займет большую долю рынка.

В настоящее время, после значительного развития, углеродное волокно стало широко интегрированным в различные аспекты человеческого производства и повседневной жизни. Многие изменения, которые оно принесло, продолжают углубляться.